تحقیق در مورد نگاهى به چرخه سوخت هسته

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 12 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

نگاهى به چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن

زندگى بخش یا مرگ آفرین

ترجمه: پدرام الوندى

انرژى هسته اى با توجه به ویژگى هاى حیرت انگیزش در آزادسازى حجم بالایى از انرژى در قبال از میان رفتن مقادیر ناچیزى از جرم، به عنوان جایگزین سوخت هاى پیرفسیلى که ناجوانمردانه در حال بلعیده شدن هستند، مطرح شده است. ایران نیز با وجود منابع گسترده نفت و گاز به دلیل کاربردهاى بهترى که سوخت هاى فسیلى نسبت به سوزانده شدن در کوره ها و براى تولید حرارت دارند، براى دستیابى به این نوع از انرژى تلاش هایى را از سال هاى دور داشته است و در سال هاى پس از انقلاب همواره مورد اتهام واقع شده که هدف اصلى اش نه فناورى صلح آمیز که رسیدن به فناورى تسلیحات هسته اى است.در این گفتار پیش از آن که وارد مباحث متداول دیپلماتیک شویم نگاهى خواهیم انداخت به چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن، همچنین مرز میان کاربرد صلح آمیز و تسلیحاتى را نشان خواهیم داد.چرخه سوخت هسته اى شامل مراحل استخراج، آسیاب، تبدیل، غنى سازى، ساخت سوخت باز تولید و راکتور هسته اى است و به یک معنا کشورى که در چرخه بالا به حد کاملى از خودکفایى و توسعه رسیده باشد با فناورى تولید سلاح هاى هسته اى فاصله چندانى ندارد.• استخراجدر فناورى هسته اى، خواه صلح آمیز باشد یا نظامى، ماده بنیادى موردنیاز، اورانیوم است. اورانیوم از معادن زیرزمینى و همچنین حفارى هاى روباز قابل استحصال است. این ماده به رغم آن که در تمام جهان قابل دستیابى است اما سنگ معدن تغلیظ شده آن به مقدار بسیار کمى قابل دستیابى است.زمانى که اتم هاى مشخصى از اورانیوم در یک واکنش زنجیره اى دنباله دار که به دفعات متعدد تکرار شده، شکافته مى شود، مقادیر متنابهى انرژى آزاد مى شود، به این فرآیند شکافت هسته اى مى گویند. فرآیند شکاف در یک نیروگاه هسته اى به آهستگى و در یک سلاح هسته اى با سرعت بسیار روى مى دهد اما در هر دو حالت باید به دقت کنترل شوند. مناسب ترین حالت اورانیوم براى شکافت هسته اى ایزوتوپ هاى خاصى از اورانیوم ۲۳۵ (یا پلوتونیوم ۲۳۹) است. ایزوتوپ ها، اتم هاى یکسان با تعداد نوترون هاى متفاوت هستند. به هرحال اورانیوم ۲۳۵ به دلیل تمایل باطنى به شکافت در واکنش هاى زنجیرى و تولید انرژى حرارتى به عنوان «ایزوتوپ شکافت» شناخته شده است. هنگامى که اتم اورانیوم ۲۳۵ شکافته مى شود دو یا سه نوترون آزاد مى کند این نوترون ها با سایر اتم هاى اورانیوم ۲۳۵ برخورد کرده و باعث شکاف آنها و تولید نوترون هاى جدید مى شود.براى روى دادن یک واکنش هسته اى به تعداد کافى از اتم هاى اورانیوم ۲۳۵ براى امکان ادامه یافتن این واکنش ها به صورت زنجیرى و البته خودکار نیازمندیم. این جرم مورد نیاز به عنوان «جرم بحرانى» شناخته مى شود.باید توجه داشت که هر ۱۰۰۰ اتم طبیعى اورانیوم شامل تنها حدود هفت اتم اورانیوم ۲۳۵ بوده و ۹۹۳ اتم دیگر از نوع اورانیوم ۲۳۸ هستند که اصولاً کاربردى در فرآیندهاى هسته اى ندارند.• تبدیل اورانیومسنگ معدن اورانیوم استخراج شده در آسیاب خرد و ریز شده و به پودر بسیار ریزى تبدیل مى شود. پس از آن طى فرآیند شیمیایى خاصى خالص سازى شده و به صورت یک حالت جامد به هم پیوسته که از آن به عنوان «کیک زرد» (yellow cake) یاد مى شود، درمى آید. کیک زرد شامل ۷۰ درصد اورانیوم بوده و داراى خواص پرتوزایى (radioactive) است.هدف پایه اى دانشمندان هسته اى از فرآیند غنى سازى افزایش

تحقیق در مورد سوخت و ساز انرژی در طیور 52 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 52 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

سوخت و ساز انرژی در طیور

انرژی مورد نیاز طیور برای رشد بافت های بدن ، تولید تخم مرغ ، انجام فعالیت های فیزیکی حیاتی و حفظ دمای طبیعی بدن از کربوهیدرات ها ، چربی ها و پروتئین های موجود در جیره به دست می آید. انرژی مصرف شده توسط طیور به سه شیوه مورد استفاده قرار می گیرد : تأمین انرژی فعالیت های حیوان ، تبدیل به حرارت و یا ذخیره در بافت های بدن. وقتی میزان انرژی جیرۀ طیور ، بیش از حد مورد نیاز برای سوخت و ساز و رشد طبیعی حیوان باشد ، این انرژی اضافی معمولاً به صورت چربی در بدن ذخیره می شود. این انرژی اضافی را نمی توان به آسانی از بدن حیوان دفع کرد ، وقتی تغذیۀ طیور به صورت مطلوب و بهینه است که جیره حاوی مواد مغذی لازم برای رشد ، تولید تخم مرغ یا گوشت متناسب با انرژی موجود در جیره باشد .

کلیبر هم انرژی را سوخت زندگی توصیف کرده است . بخش عمدۀ همۀ مواد خوراکی مصرف شده توسط حیوانات ، برای تأمین انرژی جهت واکنش های آنابولیک و کاتابولیک به کار می رود . در کوتاه مدت ، اتساع دستگاه گوارش بر میزان مصرف غذا مؤثر است ، در حالی که در درازمدت (روزهای متمادی) مقدار گلوکز خون ، عامل تعیین کنندۀ میزان مصرف غذاست . در واقع ، هیپوتالاموس تحت تأثیر هر دو سطح کم یا زیاد گلوکز قرار می گیرد که این عامل در تنظیم میزان مصرف غذا دخالت دارد . در مدت زمان های طولانی (هفته های متمادی) هم میزان بافت چربی مهم بوده ، مقدار برخی اسیدهای آمینه خاص در خون نیز بر میزان مصرف خوراک تأثیرگذار است . طیور به طور کلی ، توانایی قابل ملاحظه ای در کنترل میزان مصرف انرژی خود دارند که این امر هنگام تغذیۀ آنها با جیره هایی با سطوح مختلف انرژی بوضوح مشاهده می شود . این مکانیسم مهم ، پایه و اساس بسیاری از تصمیمات هنگام جیره نویسی است .

علی رغم اینکه در انسان و برخی پستانداران دیگر ، مزۀ غذا تأثیر زیادی در مقدار مصرف دارد ، لیکن این طعم و مزه مواد غذایی نقش نسبتاً ناچیزی در مصرف خوراک طیور برعهده دارد . سطح انرژی جیره عامل بسیار مهمی در تعیین میزان مصرف خوراک طیور است . وقتی حیواناتی نظیر جوجه های در حال رشد یا مرغ های تخم گذار جیره ای دریافت می کنند که از لحاظ همۀ مواد مغذی متعادل است ، این حیوانات به اندازه ای غذا می خورند که هر روز مقدار ثابت و معینی انرژی دریافت کنند . مقدار مطلق غذای مصرفی بستگی به نیاز حیوان به انرژی دارد که بر حسب اندازه ، فعالیت ، دمای محیط و در حال رشد یا تولید بودن حیوان متغیر است . بنابراین ، شناخت احتیاجات انرژی طیور در طی هر مرحله از رشد و نمو آنها و نیز در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به مقدار انرژی قابل دسترس مواد خوراکی جیره ها امری مهم و ضروری است. با در اختیار داشتن این اطلاعات ، تخمین میزان مصرف غذای هر گله در یک محیط خاص امکان پذیر می شود و بر این اساس می توان مقدار پروتئین ، اسیدهای آمینه ، ویتامین ها و مواد معدنی مورد نیاز را نیز به دقت تعیین کرد تا رشد و عملکرد روزانۀ متعادلی در گله به دست آید . تولیدکنندگان صنعت طیور اغلب فکر می کنند که انرژی از مواد خوراکی و بویژه منابع پُر انرژی نظیر ذرت ، گندم ، دانه های سورگوم و روغن و چربی های گیاهی و حیوانی به دست می آید ، اما باید به خاطر داشت که همۀ اجزای آلی یک جیره تأمین کننده انرژی اند و اجزای پُر پروتئین جیره نظیر کنجالۀ سویا هم می توانند بخش های مهمی از کل انرژی مورد نیاز حیوان را تأمین کنند .

متخصصان تغذیه از نشاسته ، قند ، چربی و پروتئین های قابل هضم در مواد خوراکی برای تأمین انرژی مورد نیاز حیوانات استفاده می کنند . این افراد از چگونگی فرآوری اجزای خوراکی ، نحوۀ حفظ توازن مواد مغذی در جیره و چگونگی افزودن مکمل هایی چون آنتی اکسیدانت ها یا آنزیم ها برای افزایش انرژی قابل دسترس طیور مطلع اند . این امر در جیره های حاوی مقادیر وافری که از همۀ مواد مغذی مورد نیاز از اهمیت خاصی برخوردار است . علت این امر آن است که کارآیی قابلیت استفادۀ مواد خوراکی به میزان انرژی قابل دسترس جیره بستگی دارد .

انرژی در کربوهیدرات ، چربی و پروتئین های اجزای خوراکی ذخیره می شود . منشأ اولیۀ این انرژی ، نور خورشید است و سپس در نتیجۀ فتوسنتز در منابع گیاهی ذخیره می شود . همۀ مواد حاوی کربن و هیدروژن با اکسیده شدن به دی اکسید کربن و آب ، انرژی پتانسیلی در اختیار حیوانات قرار می دهند . وقتی غذا در حضور اکسیژن به طور کامل در بمب کالری متر می سوزد ، مقدار حرارت تولید شده را می توان محاسبه کرد و انرژی خام غذا را نشان داد . درصدی از انرژی خام مواد غذایی که می تواند جذب بدن حیوان شده ، و برای فرآیندهای متابولیکی بدن به کار رود ، به توانایی حیوان در هضم مواد خوراکی بستگی دارد . فرآیند هضم ، بیانگر مراحل متعدد فیزیکی و شیمیایی در دستگاه گوارش و تجزیۀ ترکیبات شیمیایی پیچیدۀ موجود در مواد خوراکی به مولکولهای کوچکتر قابل جذب و استفادۀ توسط حیوان می باشد . این انرژی جذب شده به انرژی قابل هضم موسوم است . مقداری از انرژی از طریق ادرار به شکل ضایعات ازتی و سایر ترکیبات اکسید نشده به وسیلۀ بدن حیوان هم تلف می شود . وقتی انرژی قابل هضم برای این اُفت انرژی هم تصحیح شود ، انرژی باقی مانده به انرژی قابل سوخت و ساز غذا یا مواد خوراکی موسوم خواهد شد . در طی سوخت و ساز مواد مغذی نیز ، مقداری انرژی افت می کند (اتلاف حرارت) . انرژی باقی ماندۀ مواد غذایی که قابل دسترس حیوان جهت نگهداری و تولید است به انرژی خالص موسوم است .

شیوه های مختلف سنجش انرژی

انرژی خام

همان طوری که پیش از این توضیح داده شد ، انرژی خام به وسیلۀ بمب کالری متر تعیین می شود که تنها شیوۀ سادۀ سنجش آزمایشگاهی مقدار انرژی مواد خوراکی است . در مطالعات تغذیه ای ، انرژی خام اهمیت زیادی ندارد و بیشتر به عنوان نقطۀ آغازینی برای استفاده از سایر سیستم های ارزیابی انرژی در طیور به کار می رود . تعیین انرژی خام یک مادۀ خوراکی کاری عبث و بیهوده است . در بهترین شرایط ، انرژی خام توازن اجزای آلی و غیرآلی جیره را نشان می دهد . بقیۀ سیستم های ارزیابی انرژی در طیور ، مستلزم استفاده از حیوانات زنده و به کارگیری شیوه های مختلف و کلاسیک سنجش های زیستی است . استفاده از پرندگان زنده در چنین سنجش های طولانی ای (4 ـ 3 روزه) ، به مفهوم هزینۀ زیاد و امکانات گسترده ای است که باید در این رابطه صرف شود .

انرژی قابل سوخت و ساز

جدا کردن مدفوع و ادرار طیور بدون عمل جراحی و خارج ساختن میزنای پرندگان مشکل است . به نظر می رسد با توجه به اینکه با جمع آوری توأم ادرار و مدفوع (به عنوان مواد دفعی) می توان مستقیماً انرژی قابل سوخت و ساز را محاسبه کرد ، نیازی به جراحی و جداسازی ادرار و مدفوع پرندگان نباشد . انرژی قابل سوخت و ساز به عنوان برآوردی استاندارد از قابلیت دسترسی انرژی در طیور و اغلب حیوانات مزرعه پذیرفته شده است . در سنجش انرژی قابل سوخت و ساز ، همۀ انرژی مواد دفعی پرندگان منشأ خوراکی ندارند . در واقع ، حتی در پرندگانی که هیچ نوع غذایی به آنها داده نشود نیز مقداری مواد دفعی وجود دارد که می تواند شامل انرژی اندوژنوس ادرار ، سلول های مردۀ روده ، هورمون ها و آنزیم ها باشد . در صورتی که این اُفت انرژی حاصل از مواد غیرخوراکی هم برآورد شود و از مقدار AME کم گردد ، انرژی قابل سوخت و ساز واقعی به دست می آید . رابطۀ بین AME و TME پیش از این به وسیلۀ گوئیلائوم و سامرس (1970) توضیح داده شده بود . TME تحت تأثیر میزان مصرف غذا قرار نمی گیرد ، در حالی که AME وقتی میزان مصرف غذا خیلی کم باشد ، به طور ناگهانی اُفت می کند . وقتی مقدار مصرف غذا کم باشد (تقریباً در حد 50% نگهداری حیوان) ، فرض می شود اُفت انرژی اندوژنوس ادرار و مدفوع ، بخش عمده ای از انرژی مواد دفعی را تشکیل دهد . در هنگام تغذیه حیوان در حد نگهداری و بالاتر (پنجاه گرم در روز برای خروس های بالغ) ، میزان تصحیح بسیار کم و در حدود 5 ـ2 درصد است .

در اغلب موارد ، تصحیح همۀ برآوردهای انرژی قابل سوخت و ساز برای توازن ازت ضروری است . هنگام سنجش زیستی انرژی مواد خوراکی ، این امکان وجود ندارد که همۀ حیوانات به یک اندازه رشد کنند یا مثلاً به میزان مشابه تخم مرغ تولید نمایند ، به همین دلیل است که در سنجش های زیستی از خروس های بالغ استفاده می شود که رشد چندانی نمی کنند و به این ترتیب پنین واریانس هایی کاهش می یابد . اما حتی با تغذیه پرندگان بالغ در حد نگهداری ، باز هم در توازن ازت (پروتئین و اسید آمینه) حیوانات اختلافاتی وجود دارد ، به عنوان مثال در صورتی که از دو پرنده در سنجش های زیستی استفاده می شود که یکی 5 گرم و دیگری 10 گرم ازت در طی دورۀ آزمایش ذخیره کنند ، این اختلافات بر AME و TMEتأثیرگذار است . سرانجام همۀ این پروتئین ذخیره شده به عنوان بخشی از چرخۀ طبیعی پروتئین بدن کاتابولیز می شود ، و ازت (انرژی) باقی مانده دفع می شود . البته بعید است که چنین چرخه ای در یک دورۀ سنجشی زیستی کوتاه مدت (4ـ3 روزه) به طور کامل طی شود . در مثال فوق ، پرنده ای که ده گرم ازت را حفظ می کند، ME بیشتری دارد . علت این امر آن است که انرژی ادراری این پرنده کمتر است . از نظر ریاضی می توان برای هر پرنده مقدار یکسانی ازت باقی مانده در بدن در نظر گرفت ، به گونه ای که میزان ابقای انرژی استاندارد شود . معمولاً با تصحیح مقدار حاصل ، میزان ابقای ازت به صفر می رسد . مقدار تصحیح شده را انرژی قابل سوخت و ساز تصحیح شده براساس نیتروژن (AMEn یا TMEn) گویند . تصحیح متداول معادل 22/8 کیلو کالری انرژی خام به ازای هر گرم ازت باقی مانده یا دفع شده است که در واقع مقدار انرژی اسید اوریک می باشد . با فرض اینکه پرندگان در سنجش های زیستی ازت را باقی نگه می دارند ، این مقدار تصحیح شده باید به انرژی مواد دفعی اضافه شود که در نتیجه AMEn کمتر از AME خواهد بود . اما در صورتی که حیوانات در طول دورۀ سنجش زیستی دارای توازن منفی ازت باشند ، در این صورت عامل تصحیح از انرژی مواد دفعی کم می شود که در این حالت مقدار AMEn بزرگتر از AME خواهد بود . همین توضیحات در مورد TME هم به کار می رود .

انرژی خالص

انرژی قابل سوخت و ساز برآورد مناسبی از انرژی خام قابل دسترس برای تولید است ، اما این انرژی در مورد رشد ، تولید تخم مرغ و نظایر آن از کارایی 100% برخوردار نیست . در طی این فرآیندهای متابولیکی ، حدود 15% انرژی به صورت حرارت تلف می شود که معمولاً از آن به اتلاف حرارتی یاد می شود . مواد مغذی مختلف که برای تغذیۀ طیور مورد استفاده قرار می گیرند ، از کارایی های متفاوتی برخوردارند ، لذا انرژی خالص هم به مرحلۀ رشد ، تولید یا نمو حیوان بستگی دارد . برآورد NE کاری بسیار مشکل است ، زیرا تعیین مقدار عامل تصحیح یعنی اتلاف حرارتی بسیار سخت است. می توان میزان حرارت ایجاد شده را براساس برآوردهای نسبت یا کسر تنفسی به دست آورد که خود برآوردی از نسبت CO2 دفع شده به مقدار اکسیژن مصرف شده است . نسبت تنفسی معمولاً بین 0/1- 7/0 می باشد . وقتی چربی ها اکسید می شوند . نسبت تنفسی 7/0 و زمانی که کربوهیدرات ها در بدن اکسیده می گردند ، این نسبت معادل 0/1 می باشد . از آنجایی که هیچ مادۀ

تحقیق در مورد سوخت و ساز انرژی در طیور 52 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 52 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

سوخت و ساز انرژی در طیور

انرژی مورد نیاز طیور برای رشد بافت های بدن ، تولید تخم مرغ ، انجام فعالیت های فیزیکی حیاتی و حفظ دمای طبیعی بدن از کربوهیدرات ها ، چربی ها و پروتئین های موجود در جیره به دست می آید. انرژی مصرف شده توسط طیور به سه شیوه مورد استفاده قرار می گیرد : تأمین انرژی فعالیت های حیوان ، تبدیل به حرارت و یا ذخیره در بافت های بدن. وقتی میزان انرژی جیرۀ طیور ، بیش از حد مورد نیاز برای سوخت و ساز و رشد طبیعی حیوان باشد ، این انرژی اضافی معمولاً به صورت چربی در بدن ذخیره می شود. این انرژی اضافی را نمی توان به آسانی از بدن حیوان دفع کرد ، وقتی تغذیۀ طیور به صورت مطلوب و بهینه است که جیره حاوی مواد مغذی لازم برای رشد ، تولید تخم مرغ یا گوشت متناسب با انرژی موجود در جیره باشد .

کلیبر هم انرژی را سوخت زندگی توصیف کرده است . بخش عمدۀ همۀ مواد خوراکی مصرف شده توسط حیوانات ، برای تأمین انرژی جهت واکنش های آنابولیک و کاتابولیک به کار می رود . در کوتاه مدت ، اتساع دستگاه گوارش بر میزان مصرف غذا مؤثر است ، در حالی که در درازمدت (روزهای متمادی) مقدار گلوکز خون ، عامل تعیین کنندۀ میزان مصرف غذاست . در واقع ، هیپوتالاموس تحت تأثیر هر دو سطح کم یا زیاد گلوکز قرار می گیرد که این عامل در تنظیم میزان مصرف غذا دخالت دارد . در مدت زمان های طولانی (هفته های متمادی) هم میزان بافت چربی مهم بوده ، مقدار برخی اسیدهای آمینه خاص در خون نیز بر میزان مصرف خوراک تأثیرگذار است . طیور به طور کلی ، توانایی قابل ملاحظه ای در کنترل میزان مصرف انرژی خود دارند که این امر هنگام تغذیۀ آنها با جیره هایی با سطوح مختلف انرژی بوضوح مشاهده می شود . این مکانیسم مهم ، پایه و اساس بسیاری از تصمیمات هنگام جیره نویسی است .

علی رغم اینکه در انسان و برخی پستانداران دیگر ، مزۀ غذا تأثیر زیادی در مقدار مصرف دارد ، لیکن این طعم و مزه مواد غذایی نقش نسبتاً ناچیزی در مصرف خوراک طیور برعهده دارد . سطح انرژی جیره عامل بسیار مهمی در تعیین میزان مصرف خوراک طیور است . وقتی حیواناتی نظیر جوجه های در حال رشد یا مرغ های تخم گذار جیره ای دریافت می کنند که از لحاظ همۀ مواد مغذی متعادل است ، این حیوانات به اندازه ای غذا می خورند که هر روز مقدار ثابت و معینی انرژی دریافت کنند . مقدار مطلق غذای مصرفی بستگی به نیاز حیوان به انرژی دارد که بر حسب اندازه ، فعالیت ، دمای محیط و در حال رشد یا تولید بودن حیوان متغیر است . بنابراین ، شناخت احتیاجات انرژی طیور در طی هر مرحله از رشد و نمو آنها و نیز در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به مقدار انرژی قابل دسترس مواد خوراکی جیره ها امری مهم و ضروری است. با در اختیار داشتن این اطلاعات ، تخمین میزان مصرف غذای هر گله در یک محیط خاص امکان پذیر می شود و بر این اساس می توان مقدار پروتئین ، اسیدهای آمینه ، ویتامین ها و مواد معدنی مورد نیاز را نیز به دقت تعیین کرد تا رشد و عملکرد روزانۀ متعادلی در گله به دست آید . تولیدکنندگان صنعت طیور اغلب فکر می کنند که انرژی از مواد خوراکی و بویژه منابع پُر انرژی نظیر ذرت ، گندم ، دانه های سورگوم و روغن و چربی های گیاهی و حیوانی به دست می آید ، اما باید به خاطر داشت که همۀ اجزای آلی یک جیره تأمین کننده انرژی اند و اجزای پُر پروتئین جیره نظیر کنجالۀ سویا هم می توانند بخش های مهمی از کل انرژی مورد نیاز حیوان را تأمین کنند .

متخصصان تغذیه از نشاسته ، قند ، چربی و پروتئین های قابل هضم در مواد خوراکی برای تأمین انرژی مورد نیاز حیوانات استفاده می کنند . این افراد از چگونگی فرآوری اجزای خوراکی ، نحوۀ حفظ توازن مواد مغذی در جیره و چگونگی افزودن مکمل هایی چون آنتی اکسیدانت ها یا آنزیم ها برای افزایش انرژی قابل دسترس طیور مطلع اند . این امر در جیره های حاوی مقادیر وافری که از همۀ مواد مغذی مورد نیاز از اهمیت خاصی برخوردار است . علت این امر آن است که کارآیی قابلیت استفادۀ مواد خوراکی به میزان انرژی قابل دسترس جیره بستگی دارد .

انرژی در کربوهیدرات ، چربی و پروتئین های اجزای خوراکی ذخیره می شود . منشأ اولیۀ این انرژی ، نور خورشید است و سپس در نتیجۀ فتوسنتز در منابع گیاهی ذخیره می شود . همۀ مواد حاوی کربن و هیدروژن با اکسیده شدن به دی اکسید کربن و آب ، انرژی پتانسیلی در اختیار حیوانات قرار می دهند . وقتی غذا در حضور اکسیژن به طور کامل در بمب کالری متر می سوزد ، مقدار حرارت تولید شده را می توان محاسبه کرد و انرژی خام غذا را نشان داد . درصدی از انرژی خام مواد غذایی که می تواند جذب بدن حیوان شده ، و برای فرآیندهای متابولیکی بدن به کار رود ، به توانایی حیوان در هضم مواد خوراکی بستگی دارد . فرآیند هضم ، بیانگر مراحل متعدد فیزیکی و شیمیایی در دستگاه گوارش و تجزیۀ ترکیبات شیمیایی پیچیدۀ موجود در مواد خوراکی به مولکولهای کوچکتر قابل جذب و استفادۀ توسط حیوان می باشد . این انرژی جذب شده به انرژی قابل هضم موسوم است . مقداری از انرژی از طریق ادرار به شکل ضایعات ازتی و سایر ترکیبات اکسید نشده به وسیلۀ بدن حیوان هم تلف می شود . وقتی انرژی قابل هضم برای این اُفت انرژی هم تصحیح شود ، انرژی باقی مانده به انرژی قابل سوخت و ساز غذا یا مواد خوراکی موسوم خواهد شد . در طی سوخت و ساز مواد مغذی نیز ، مقداری انرژی افت می کند (اتلاف حرارت) . انرژی باقی ماندۀ مواد غذایی که قابل دسترس حیوان جهت نگهداری و تولید است به انرژی خالص موسوم است .

شیوه های مختلف سنجش انرژی

انرژی خام

همان طوری که پیش از این توضیح داده شد ، انرژی خام به وسیلۀ بمب کالری متر تعیین می شود که تنها شیوۀ سادۀ سنجش آزمایشگاهی مقدار انرژی مواد خوراکی است . در مطالعات تغذیه ای ، انرژی خام اهمیت زیادی ندارد و بیشتر به عنوان نقطۀ آغازینی برای استفاده از سایر سیستم های ارزیابی انرژی در طیور به کار می رود . تعیین انرژی خام یک مادۀ خوراکی کاری عبث و بیهوده است . در بهترین شرایط ، انرژی خام توازن اجزای آلی و غیرآلی جیره را نشان می دهد . بقیۀ سیستم های ارزیابی انرژی در طیور ، مستلزم استفاده از حیوانات زنده و به کارگیری شیوه های مختلف و کلاسیک سنجش های زیستی است . استفاده از پرندگان زنده در چنین سنجش های طولانی ای (4 ـ 3 روزه) ، به مفهوم هزینۀ زیاد و امکانات گسترده ای است که باید در این رابطه صرف شود .

انرژی قابل سوخت و ساز

جدا کردن مدفوع و ادرار طیور بدون عمل جراحی و خارج ساختن میزنای پرندگان مشکل است . به نظر می رسد با توجه به اینکه با جمع آوری توأم ادرار و مدفوع (به عنوان مواد دفعی) می توان مستقیماً انرژی قابل سوخت و ساز را محاسبه کرد ، نیازی به جراحی و جداسازی ادرار و مدفوع پرندگان نباشد . انرژی قابل سوخت و ساز به عنوان برآوردی استاندارد از قابلیت دسترسی انرژی در طیور و اغلب حیوانات مزرعه پذیرفته شده است . در سنجش انرژی قابل سوخت و ساز ، همۀ انرژی مواد دفعی پرندگان منشأ خوراکی ندارند . در واقع ، حتی در پرندگانی که هیچ نوع غذایی به آنها داده نشود نیز مقداری مواد دفعی وجود دارد که می تواند شامل انرژی اندوژنوس ادرار ، سلول های مردۀ روده ، هورمون ها و آنزیم ها باشد . در صورتی که این اُفت انرژی حاصل از مواد غیرخوراکی هم برآورد شود و از مقدار AME کم گردد ، انرژی قابل سوخت و ساز واقعی به دست می آید . رابطۀ بین AME و TME پیش از این به وسیلۀ گوئیلائوم و سامرس (1970) توضیح داده شده بود . TME تحت تأثیر میزان مصرف غذا قرار نمی گیرد ، در حالی که AME وقتی میزان مصرف غذا خیلی کم باشد ، به طور ناگهانی اُفت می کند . وقتی مقدار مصرف غذا کم باشد (تقریباً در حد 50% نگهداری حیوان) ، فرض می شود اُفت انرژی اندوژنوس ادرار و مدفوع ، بخش عمده ای از انرژی مواد دفعی را تشکیل دهد . در هنگام تغذیه حیوان در حد نگهداری و بالاتر (پنجاه گرم در روز برای خروس های بالغ) ، میزان تصحیح بسیار کم و در حدود 5 ـ2 درصد است .

در اغلب موارد ، تصحیح همۀ برآوردهای انرژی قابل سوخت و ساز برای توازن ازت ضروری است . هنگام سنجش زیستی انرژی مواد خوراکی ، این امکان وجود ندارد که همۀ حیوانات به یک اندازه رشد کنند یا مثلاً به میزان مشابه تخم مرغ تولید نمایند ، به همین دلیل است که در سنجش های زیستی از خروس های بالغ استفاده می شود که رشد چندانی نمی کنند و به این ترتیب پنین واریانس هایی کاهش می یابد . اما حتی با تغذیه پرندگان بالغ در حد نگهداری ، باز هم در توازن ازت (پروتئین و اسید آمینه) حیوانات اختلافاتی وجود دارد ، به عنوان مثال در صورتی که از دو پرنده در سنجش های زیستی استفاده می شود که یکی 5 گرم و دیگری 10 گرم ازت در طی دورۀ آزمایش ذخیره کنند ، این اختلافات بر AME و TMEتأثیرگذار است . سرانجام همۀ این پروتئین ذخیره شده به عنوان بخشی از چرخۀ طبیعی پروتئین بدن کاتابولیز می شود ، و ازت (انرژی) باقی مانده دفع می شود . البته بعید است که چنین چرخه ای در یک دورۀ سنجشی زیستی کوتاه مدت (4ـ3 روزه) به طور کامل طی شود . در مثال فوق ، پرنده ای که ده گرم ازت را حفظ می کند، ME بیشتری دارد . علت این امر آن است که انرژی ادراری این پرنده کمتر است . از نظر ریاضی می توان برای هر پرنده مقدار یکسانی ازت باقی مانده در بدن در نظر گرفت ، به گونه ای که میزان ابقای انرژی استاندارد شود . معمولاً با تصحیح مقدار حاصل ، میزان ابقای ازت به صفر می رسد . مقدار تصحیح شده را انرژی قابل سوخت و ساز تصحیح شده براساس نیتروژن (AMEn یا TMEn) گویند . تصحیح متداول معادل 22/8 کیلو کالری انرژی خام به ازای هر گرم ازت باقی مانده یا دفع شده است که در واقع مقدار انرژی اسید اوریک می باشد . با فرض اینکه پرندگان در سنجش های زیستی ازت را باقی نگه می دارند ، این مقدار تصحیح شده باید به انرژی مواد دفعی اضافه شود که در نتیجه AMEn کمتر از AME خواهد بود . اما در صورتی که حیوانات در طول دورۀ سنجش زیستی دارای توازن منفی ازت باشند ، در این صورت عامل تصحیح از انرژی مواد دفعی کم می شود که در این حالت مقدار AMEn بزرگتر از AME خواهد بود . همین توضیحات در مورد TME هم به کار می رود .

انرژی خالص

انرژی قابل سوخت و ساز برآورد مناسبی از انرژی خام قابل دسترس برای تولید است ، اما این انرژی در مورد رشد ، تولید تخم مرغ و نظایر آن از کارایی 100% برخوردار نیست . در طی این فرآیندهای متابولیکی ، حدود 15% انرژی به صورت حرارت تلف می شود که معمولاً از آن به اتلاف حرارتی یاد می شود . مواد مغذی مختلف که برای تغذیۀ طیور مورد استفاده قرار می گیرند ، از کارایی های متفاوتی برخوردارند ، لذا انرژی خالص هم به مرحلۀ رشد ، تولید یا نمو حیوان بستگی دارد . برآورد NE کاری بسیار مشکل است ، زیرا تعیین مقدار عامل تصحیح یعنی اتلاف حرارتی بسیار سخت است. می توان میزان حرارت ایجاد شده را براساس برآوردهای نسبت یا کسر تنفسی به دست آورد که خود برآوردی از نسبت CO2 دفع شده به مقدار اکسیژن مصرف شده است . نسبت تنفسی معمولاً بین 0/1- 7/0 می باشد . وقتی چربی ها اکسید می شوند . نسبت تنفسی 7/0 و زمانی که کربوهیدرات ها در بدن اکسیده می گردند ، این نسبت معادل 0/1 می باشد . از آنجایی که هیچ مادۀ

دانلود سوخت رسانی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 52

سوخت رسانی

سیستم سوخت رسانی HEUI

تکنولوژی پیشرفته، عملکرد بهترسیستم سوخت رسانی HEUI (سیستم پاشش سوخت با عملکرد هیدرولیکی و کنترل الکترونیکی) یکی از مهمترین اختراعات قرن اخیر در زمینه تکنولوژی موتورهای دیزل است. HEUI بسیاری از محدودیتهای مکانیکی و معمول انژکتورهای الکترونیکی را برداشته و استانداردهای تازه ای برای مصرف بهینه و مطمئن سوخت و کنترل آلودگی معرفی می نماید. سیستم فوق العاده پیشرفته HEUI که در حال حاضر استاندارد بکار رفته در گستره وسیعی از موتورها و ماشینهای کاترپیلار است برای فعال ساختن انژکتورهای سوخت بجای انرژی مکانیکی از انرژی هیدرولیک استفاده می کند. سیستم HEUI همزمان با عملکرد ECM (مدول کنترل الکترونیکی) موجب کنترل بسیار دقیق اندازه و زمان بندی سوخت شده که این امر خود موجب  عملکرد بی نظیر و اقتصادی موتور می شود.

به خاطر نوع عملکرد، دقت و سایر قابلیتهای اثبات شده، انژکتورها در سیستم HEUI از اهمیت بسیاری برخوردارند.

سیستم سوخت HEUI پاسخگوی نیاز به آلودگی کمتر، مصرف اقتصادی تر و عملکرد بهتر تکنولوژی انژکتورهای HEUI باعث شده که طرز تفکر مالکان، تکنسینها و اپراتورهای ماشین آلات درباره نحوه عملکرد موتورهای دیزل تغییر کند. کارآیی سیستم HEUI از یونیت انژکتورهای مکانیکی و الکترونیکی معمول برتر بوده و ارزش بیشتری به سرمایه گذاری شما در ماشین آلات و موتورهای  کاترپیلار می دهد.تنظیم دقیق فشار پاشش سوخت در هر سرعت موتور در سیستم سوخت قدیمی و معمول، تمام مسیر سوخت زیر فشار بالا قرار دارد. در سیستم HEUI تا زمانی که سوخت به داخل سیلندر تزریق  شود، سوخت در فشار پایین قرار می گیرد و فشار سوخت بصورت هیدرولیکی  از طریق ارسال سیگنال از ECM (مدول کنترل الکترونیکی) ایجاد می شود.

فشار پاشش سوخت در سیستم سوخت رسانی HEUI  ارتباطی به سرعت موتور ندارد.

HEUI فشار پاشش را بصورت الکترونیکی تنظیم  می کند. این توانایی بی نظیر بدین معناست که تنظیم فشار تزریق اصلاً به دور میل لنگ وابسته نیست. بیشترین فشار پاشش سوخت را می توان در سرعتهای بالا بدست آورد که در این حالت بیشترین صرفه اقتصادی، کاهش دود و بازده بهتری نیز خواهیم داشت.نگاهی دقیق به سیستم HEUI سیستم HEUI دارای 4 قسمت است:1. انژکتورHEUI : از انرژی هیدرولیک روغن موتور تحت فشار قرار گرفته جهت پاشش استفاده می کند (نه از انرژی مکانیکی  حاصل از میل بادامک).فشار پاشش  سوخت توسط فـشـار ورودی روغن    ( 3300PSIتا 800) کنترل شده در حالی که مقدار پاشش سوخت  توسط ECM اندازه گیـری     می شود.2. (ECM) مدول کنترل الکترونیکی: این کامپیوتر بسیار پیشرفته با دقت زیاد میزان پاشش سوخت و سایر سیستمهای دیگر موتور را مدیریت می کند. سولونوئید انژکتوری HEUI بوسیله علائم الکترونیکی تولید شده در ECM  تحریک می شود. ریزپردازنده ECM  با استفاده از  نرم افزار مربوطه و پردازش اطلاعات

دانلود سوخت هیدروژن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

سوخت هیدروژن

دکتر تونی فیلیپس و استیو پرایس ترجمه: سلیمان فرهادیان هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود بنابراین دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کرد. آزمایشات انجام گرفته در ایستگاه فضایی بین المللی می تواند حرکت به سوی اقتصاد مبتنی بر هیدروژن را تسریع کند. تصور کنید برای سوخت گیری خودروتان به سمت جایگاه سوخت رسانی حرکت می کنید، دهانه لوله سوخت رسانی را وارد مخزن سوخت خودرو می کنید، اما سوختی که مصرف می کنید، از نوع سوخت های متداول نیست بلکه هیدروژن است. هیدروژن گازی بی رنگ و بی بو است که از سوختن آن فقط بخار آب حاصل می شود که سریع و بدون هیچ خطری توسط محیط اطراف جذب می شود. یک کیلوگرم از هیدروژن تقریباً سه برابر همین میزان بنزین انرژی آزاد می کند. و این در حالی است که هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود! پس جای تعجب نیست که چرا دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کنند. ال ساکو مدیر مرکز تولید مواد پیشرفته تحت جاذبه ضعیف (CAMMP) در دانشگاه نورسسترون بوستون که زیر نظر ناسا مشغول فعالیت است در این زمینه می گوید: «ده ها شرکت از جمله بزرگ ترین شرکت های سازنده خودرو، موتورهایی را طراحی کرده اند که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می کند. این موتورها بسیار شبیه به موتورهای احتراق داخلی هستند که ما امروزه به طور گسترده ای از آنها استفاده می کنیم. سلول های سوختی - یکی دیگر از منابع ممکن برای تولید نیرو در خودروها - نیز از هیدروژن استفاده می کنند. برای آنکه استفاده از این فناوری ها در زندگی روزمره ممکن شود، لازم است دانشمندان راهی برای ذخیره سازی و انتقال ایمن هیدروژن بیابند که از لحاظ هزینه به صرفه بوده و با هزینه های استفاده از بنزین قابل مقایسه باشد.» اما انجام این کار چندان هم آسان نیست. گاز هیدروژن سبک و فرار است. مولکول های کوچک H2 از طریق روزنه ها و شکاف ها و همچنین از طریق بست ها و شیرها بسیار سریع نشت می کنند و هنگامی که از این طریق خارج شدند خیلی زود تبخیر می شوند. هیدروژن چهار برابر سریع تر از متان و ده برابر سریع تر از بخارهای بنزین نفوذ می کند. این مسئله در مورد حفظ ایمنی دستگاه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است چرا که قطرات هیدروژن بسیار سریع تبخیر شده و در محیط پراکنده می شوند و می توانند ایمنی سیستم را به خطر اندازند. این مسئله می تواند برای هر کسی که می خواهد گاز هیدروژن را ذخیره کند، دردسرساز شود. هر چند که هیدروژن مایع بسیار متراکم است و ذخیره سازی آن آسان به نظر می رسد، اما در عین حال ذخیره کردن آن می تواند مشکلاتی را نیز به همراه داشته باشد. هیدروژن حدوداً در دمای 20 درجه کلوین (253 درجه سانتی گراد) مایع می شود. نگهداری از یک مخزن پر از هیدروژن مایع نیازمند استفاده از یک سیستم خنک کننده جانبی سنگین است، فعلاً استفاده از این سیستم ها در خودروهای مسافربری معمولی مقدور نیست. هیدروژن مایع چنان سرد است که حتی می تواند باعث منجمد شدن هوا نیز شود. این امر می تواند به مسدود شدن شیرها و اتصالات منجر شود که افزایش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممکن است گفته شود برای مقابله با انجماد هوا از سیستم های عایق کاری استفاده شود، اما این کار نیز مشکلاتی را در پی دارد که از جمله آنها می توان به افزایش وزن سیستم ذخیره سازی سوخت اشاره کرد. با این تفاسیر چگونه می توان بر مشکلات پیش رو غلبه کرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ را در داخل مخزن سوخت قرا دهید. البته در این مورد نمی توان از سنگ های معمولی استفاده کرد بلکه باید از سنگ های ویژه ای که زئولیت (Zeolite) نام دارند استفاده کرد. ساکو در تشریح خواص این سنگ ها می گوید: «زئولیت ها موادی از جنس سنگ هستندکه بسیار متخلخلند و به همین دلیل می توانند به عنوان اسفنج های مولکولی عمل کنند. زئولیت ها در شکل کریستالی خود به صورت شبکه گسترده ای از حفره ها و شکاف های به هم پیوسته در نظر گرفته می شوند که بسیار شبیه کندوی زنبور عسل است. یک مخزن سوخت که در ساختار آن از این موارد کریستالی استفاده شده است، می تواند گاز هیدروژن را «در حالت شبه مایع و بدون نیاز به سیستم های خنک کننده سنگین» به دام انداخته و در خود ذخیره کند. ساکو و همکارانش در نظر دارند، با استفاده از کمک های برنامه توسعه تولیدات فضایی ناسا که در مرکز پروازهای فضایی مارشال مستقر است، ایده استفاده از زئولیت ها در مخزن سوخت را عملی سازند. نام زئولیت از کلمات یونانی «Zeo » به معنای جوشیدن و «lithos » به معنای جوشیدن مشتق شده است و معنای تحت اللفظی آن «سنگی که می جوشد» است. این نام را به این دلیل به این سنگ ها اطلاق می کنند که هنگامی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند، محتویات خود را خارج می کنند. ساکو طرز کار مخزن های سوخت زئولیت دار که در دما کنترل می شود را این گونه شرح می دهد: «در ابتدا باید مقداری یون های با بار منفی را به این زئولیت ها بیافزاییم. این یون ها مثل تشتک عمل می کنند، درست مثل درپوش دوات؛ و بدین ترتیب حفره های موجود در شبکه کریستالی را مسدود می کنند. می توان با حرارت دادن زئولیت به میزان بسیار جزیی یون ها را از مقابل این حفره ها به کناری راند. می توان زئولیت ها را از هیدروژن انباشته کرد و سپس دمای آن را به حالت عادی برگرداند، با این کار یون ها به جای قبلی خود برمی گردند و مانع خروج محتویات حفره ها می شوند.» حدود 50 نوع زئولیت مختلف با ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی متفاوت در طبیعت یافت می شود، گذشته از این شیمیدان ها روش ساخت مصنوعی تعداد دیگری از آنها را دریافته اند. کسانی که گربه دارند ممکن است با این مواد آشنایی داشته باشند. چرا که از این مواد به عنوان بوگیر در بستر حیوان استفاده می شود. ساکو خاطرنشان می سازد: «با استفاده از زئولیت های موجود می توان مقدار کمی از هیدروژن را ذخیره کرد، اما این مقدار کافی نیست.» پس چه مقدار هیدروژن کافی است؟ تصور کنید دیواره مخزن سوخت خودروی شما توسط سنگ های متخلخل و کریستالی پوشیده شده است و این سنگ ها حدود 40 کیلوگرم وزن دارد. به جایگاه سوخت گیری مراجعه می کنید و متصدی جایگاه حدود 5/3 کیلوگرم هیدروژن را به مخزن پوشیده از زئولیت خودروی شما تزریق می کند.از لحاظ نظری این مقدار هیدروژن، هم از لحاظ وزنی و هم از لحاظ مقدار انرژی ذخیره شده در آن برابر مخزنی پر از بنزین است. ساکو خاطر نشان می سازد: «اگر بتوان کریستال هایی از زئولیت تولید کرد که بتواند حدود 6 تا 6 درصد از وزن خود را، هیدروژن ذخیره کند، آن وقت یک مخزن زئولیتی پر از هیدروژن می تواند با یک مخزن معمولی پر از بنزین رقابت کند.» با این همه بهترین زئولیت های موجود می توانند فقط 2 تا 3 درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند. در سال 1995 ساکو به عنوان یکی از متخصصین یک ماموریت به وسیله شاتل فضایی، کلمبیا (sts-73) به فضا مسافرت کرد. هدف وی از این ماموریت این بود که بتواند زئولیت هایی با کیفیت بهتر را در فضا تولید کند. «در محیطهای با گرانش کم، مواد با سرعت بسیار کمتری گرد هم مجتمع می شوند و این اثر باعث می شود که کریستال های زئولیت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم از نظم بیشتری برخوردار شوند.» کریستال های زئولیت تولید شده در زمین بسیار کوچک هستند و ضخامت آنها در حدود 2 تا 8 میکرون است. این مقدار حدود یک دهم ضخامت موی انسان است. اما کریستال هایی را که ساکو توانست در فضا تهیه کند هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلی مناسب تری داشتند و این شروع مسرت بخشی بود. ساکو می گوید: «مراحل بعدی کار را باید در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داد.» ساکو و همکارانش یک کوره تولید کریستال های زئولیت ساخته اند، که در ابتدای سال 2002 در ایستگاه فضایی بین المللی نصب شده است. کن بوور ساکس فرمانده یکی از ماموریت های ایستگاه فضایی بین المللی از این کوره برای تولید چند نمونه از کریستال ها استفاده کرده است. کن در حین کار مجبور بود بعضی از مشکلات غیرمنتظره به وجود آمده هنگام اختلاط محلول های به کار رفته در رشد کریستال ها را حل کند - این امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمایشات فضایی را نشان می دهد - اما از آن پس آزمایشات مربوط به این گونه کریستال ها با سرعت کمتری به پیش می رود. ساکو می گوید در مرحله بعد باید کریستال های تولید شده در فضا را به زمین منتقل کرد و آزمایشات مربوطه را روی آنها انجام داد. البته وی خاطرنشان می سازد که هدف آنها تولید انبوه کریستال های زئولیت در فضا نیست، چرا که این کار - حداقل فعلاً - مقرون به صرفه نیست. وی می گوید ما فقط می خواهیم دریابیم آیا می توان زئولیت هایی را ساخت که بتوانند هفت درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند یا خیر؟ اگر بتوان این کار را در فضا انجام داد، آن وقت می توان با اتخاذ تدابیر ویژه ای دریافت که چگونه همین فرآیند را در زمین به گونه مشابهی انجام داد. در تمام طول دوره انجام این تحقیقات ساکو در فکر تغییر مصرف سوخت و تحول جهانی از سوخت های فسیلی به سمت سوخت هیدروژنی بود. این ایده رویایی بزرگ است اما می توان به آن دست یافت. زئولیت ها می توانند به عنوان نکته کلیدی برای استفاده از سوخت هیدروژن و رد شدن از سد مشکلات فناوری محسوب شوند. به زودی این ایده فراگیر خواهد شد، آن وقت احتمالاً کسی از شما خواهد پرسید... «آیا در این نزدیکی جایگاه سوخت هیدروژن وجود دارد؟» منبع1: FirstS Science منبع2: همشهری منبع3: CPH Theory